第2可算ならば第1可算
第2可算ならば第1可算
位相空間\(\left(X,\mathcal{O}\right)\)について、第2可算ならば第1可算である。
逆は一般的に成り立たない。
位相空間\(\left(X,\mathcal{O}\right)\)について、第2可算ならば第1可算である。
逆は一般的に成り立たない。
(0)
\(\Rightarrow\)
\(x\in X\)の基本近傍系を\(\mathcal{B}_{x}\)、開基を\(\mathcal{B}\)とする。任意の\(x\in X\)について、\(\mathcal{B}_{x}=\left\{ B\in\mathcal{B};x\in B\right\} \)と表され、\(\mathcal{B}_{x}\)は\(\mathcal{B}\)の部分集合\(\mathcal{B}_{x}\subseteq\mathcal{B}\)なので\(\left|\mathcal{B}_{x}\right|\leq\left|\mathcal{B}\right|\)となり、第2可算のとき\(\left|\mathcal{B}\right|\leq\aleph_{0}\)なので\(\left|\mathcal{B}_{x}\right|\leq\left|\mathcal{B}\right|\leq\aleph_{0}\)となり、\(\left|\mathcal{B}_{x}\right|\)は高々可算なので第1可算となる。
従って、\(\Rightarrow\)が成り立つ。
逆は一般的に成り立たない
反例で示す。上限位相は第1可算であるが第2可算ではない。
従って逆は一般的に成り立たない。
(0)-2
\(\Rightarrow\)のみ示す。開基を\(\mathcal{B}\)とすると、条件より第2可算であるので、開基\(\mathcal{B}\)は高々可算である。
ここで、\(\mathcal{B}_{x}=\left\{ B\in\mathcal{B};x\in B\right\} \)とすると、\(\mathcal{B}_{x}\)は\(\mathcal{B}\)の部分集合\(\mathcal{B}_{x}\subseteq\mathcal{B}\)なので\(\left|\mathcal{B}_{x}\right|\leq\left|\mathcal{B}\right|\)となり、\(\mathcal{B}\)は高々可算なので\(\mathcal{B}_{x}\)も高々可算となる。
この\(\mathcal{B}_{x}\)が基本近傍系となることを示す。
任意の\(B\in\mathcal{B}_{x}\)について、\(x\in B\)かつ\(B\in\mathcal{B}\)なので、\(B\)は\(x\)の開近傍となる。
従って、\(\mathcal{B}_{x}\)は\(x\)の開近傍からなる集合族となる。
ここで、任意の\(x\)の開近傍\(V_{x}\)について、ある\(B'\in\mathcal{B}\)が存在し、\(\mathcal{B}\)は開基であるので、\(x\in B'\subseteq V_{x}\)となる。
このとき、\(x\in B'\)かつ\(B'\in\mathcal{B}\)であるので、\(\mathcal{B}_{x}\)の定め方より\(B'\in\mathcal{B}_{x}\)となる。
まとめると、任意の\(x\)の開近傍\(V_{x}\)について、ある\(B'\in\mathcal{B}_{x}\)が存在し、\(x\in B'\subseteq V_{x}\)となる。
従って、\(\mathcal{B}_{x}\)は\(x\)の基本近傍系となり、また、\(\mathcal{B}_{x}\)は高々可算なので、第1可算となる。
故に\(\Rightarrow\)が成り立つ。
ページ情報
タイトル | 第2可算ならば第1可算 |
URL | https://www.nomuramath.com/s7kdrkuw/ |
SNSボタン |
床関数と天井関数の定義
\[
\left\lfloor x\right\rfloor =\max\left\{ n\in\mathbb{Z};n\leq x\right\}
\]
ガンマ関数と階乗の関係
\[
\Gamma(n+1)=n!
\]
順序写像かつ順序単射であることと順序埋め込み写像は同値
銅像をいつ倒す?
銅像を90度左右に回転させるだけで全員が部屋に入ったことをどうすれば確認ができるか?